扫盲:单片机入门分享 晶振 复位电路与电源
學(xué)單片機(jī)走過(guò)許多彎路,挖過(guò)許多坑,浪費(fèi)了很多時(shí)間,做過(guò)實(shí)際產(chǎn)品后回顧過(guò)去的學(xué)習(xí)經(jīng)歷,發(fā)現(xiàn)很多坑其實(shí)是可以避免的,單片機(jī)的入門(mén)應(yīng)該可以更輕松一點(diǎn),借CSDN論壇一方寶地,寫(xiě)寫(xiě)我的一些學(xué)習(xí)經(jīng)歷,希望對(duì)剛?cè)腴T(mén)甚至還沒(méi)有入門(mén)的新手有所幫助,心愿足矣,水平有限,求老手輕拍。。。
單片機(jī)的學(xué)習(xí),模電數(shù)電是最基本的,也是最重要的,構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)的三個(gè)要素,是電源,晶振和復(fù)位電路,話(huà)說(shuō)這是之前的STC89C52了,現(xiàn)在的STC15系列,晶振和復(fù)位電路都內(nèi)置了,但是電源還是要有的,我們就以這2者做對(duì)比來(lái)學(xué)習(xí),看看有何不一樣的地方。
電源
通過(guò)查看單片機(jī)的型號(hào)可知,STC89C52RC的供電電壓范圍在3.3V-5.5V之間,STC15W1K16PWM這款芯片的供電電壓范圍在2.4V-5.5V之間,他們都可以用5V供電,后者可以用3.3V來(lái)供電,STC89C52RC這塊片之所以還沒(méi)有退役,還是因?yàn)閷W(xué)習(xí)者大多以他作為學(xué)習(xí)入門(mén),在實(shí)際項(xiàng)目中,我只見(jiàn)到過(guò)一次,某天,老板從庫(kù)房里拿出2管STC89C52,大概幾十片,問(wèn)我還能不能用上,我只呵呵了一下{:titter:}。
言歸正傳,我們既然確定用5V來(lái)供電,那么電源是如何產(chǎn)生呢?翻開(kāi)模電課本的514頁(yè),我們知道可以用變壓器來(lái)搞定,比如在TB上搜220V轉(zhuǎn)12V變壓器12W,就搜到了,變壓器直接輸出的是交流電12V,我們沒(méi)法用啊,于是還需要整流,濾波,穩(wěn)壓等等,整流需要二極管,這里我們選擇橋式整流,選擇4只1N4007,規(guī)格1A 1000V就好了,這個(gè)1A指的是最大整流電流,這個(gè)1000V指的是最高反向工作電壓,這些在模電課本520頁(yè)都有的,這樣經(jīng)過(guò)橋式整流之后,輸出的電壓是脈動(dòng)的直流電壓,已經(jīng)有正負(fù)極性了,但是我們還是不能用,交流成分實(shí)在是太大,因此還需要加一個(gè)容量稍大些的電解電容,比如1000UF/35V,電容的耐壓值的選取應(yīng)該大于1.11.41412,電網(wǎng)電壓也是波動(dòng)的,預(yù)留出10%就好了,根據(jù)電容容量計(jì)算公式,計(jì)算出容量在1000UF-2000UF是合適的,12W的變壓器,我們只要輸出500MA的電流就夠了,這樣的設(shè)計(jì)是完全滿(mǎn)足我們的需要的。電路圖如下:
圖中的C1,C3容量較大,作用是用于濾波,C2是消除自激震蕩,高頻干擾,C4也是消除噪聲等高頻干擾,三端穩(wěn)壓芯片用的是LM7805,非常常見(jiàn)的電路了,后面加了一個(gè)TVS,這個(gè)在實(shí)際項(xiàng)目產(chǎn)品中是必須要加的,瞬態(tài)抑制二極管,如果電壓高于5V,會(huì)瞬間動(dòng)作,保護(hù)后級(jí)電路,帶CA的是沒(méi)有方向的,直接插上就可使用,后面用了個(gè)LED紅色的小燈,我們知道小燈就是一個(gè)二極管,不過(guò)發(fā)光二極管和普通的二極管的壓降是不一樣,像這種紅色的,一般壓降在1.8-2.0V可以正常工作,電流在4-20MA,如果超出這個(gè)數(shù)值,基本就燒壞了,R1是限流電阻,限制LED的電流,我選擇5MA的工作電流,5/0.005 = 1K歐姆,就是這么來(lái)的,這樣,電源部分就搞明白了,我們獲取了5V的電源。
晶振
晶振,顧名思義,晶體振蕩器,這就好比人的心臟啊,提供整齊劃一的節(jié)拍,如果這個(gè)東西不準(zhǔn),或者不起振,單片機(jī)玩不轉(zhuǎn)的,在STC89C52上,是必須要加晶振電路的,如圖所示這樣:
2個(gè)20PF的電容是幫助晶振起震的,維持信號(hào)穩(wěn)定,Y1是無(wú)源晶振,啥叫無(wú)源呢?指的是沒(méi)有震蕩源,也就是說(shuō)他自己?jiǎn)为?dú)玩不轉(zhuǎn)的,需要內(nèi)部的RC電路配合,產(chǎn)生一個(gè)十分穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)源,跟無(wú)源相對(duì)就是有源晶振了,這個(gè)價(jià)格相對(duì)來(lái)說(shuō)貴一些,一般4個(gè)引腳,VCC,GND,OUT,NC,NC是直接懸空的,當(dāng)給有源晶振供電以后,再其OUT端,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)方波信號(hào),直接接在XTAL1上就好,XTAL2可以懸空不接,當(dāng)然這里是指STC89C52,我記得之前用STM32F103RCT6這款芯片做產(chǎn)品電磁兼容測(cè)試,因?yàn)橛性淳д褫椛涑瑯?biāo),再加上電路布局不合理,過(guò)不了電磁兼容,沒(méi)有辦法,只好把晶振搞掉了,但是就算晶振換下來(lái)了,這個(gè)引腳還是可以造成干擾的,于是就配置成普通IO,然后接電阻下拉接地才過(guò)了,這都是經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)啊。
復(fù)位電路
復(fù)位電路,是用來(lái)在單片機(jī)執(zhí)行異常的時(shí)候,可以讓他從頭開(kāi)始執(zhí)行程序,STC89C52RC這款芯片是高電平復(fù)位,低電平正常工作,電路圖如下所示:
來(lái)解析下這個(gè)電路圖,先來(lái)看STC89C52RC,我們知道電容的特性是通交隔直,電容是個(gè)儲(chǔ)能元件,儲(chǔ)存的是電場(chǎng)的能量,在沒(méi)有電到上電的瞬間,電容肯定要充電的,這個(gè)時(shí)候電容就短路成一根導(dǎo)線(xiàn)了,RST端就被拉到了5V,執(zhí)行復(fù)位指令,當(dāng)電容充滿(mǎn)電后,會(huì)斷開(kāi)連接,RST引腳會(huì)被10K電阻下拉到低電平,所以電路開(kāi)始正常的工作,之所以接上按鍵以及100R的電阻,是可以手動(dòng)復(fù)位,當(dāng)按鍵按下的時(shí)候,RC并聯(lián),我們知道,電阻是消耗電能的,會(huì)瞬間把電容里面的電能釋放掉,具體的時(shí)間計(jì)算,可以看電路基礎(chǔ)第4版,127頁(yè),一階電路的零輸入響應(yīng),計(jì)算比較麻煩,有一個(gè)時(shí)間參數(shù),T = RC(念TAO,不會(huì)打),單位是秒,T的大小反映了一階電路過(guò)渡過(guò)程的進(jìn)展速度。我們只要知道會(huì)瞬間釋放就好了,手動(dòng)復(fù)位之后,電容又開(kāi)始了充電斷開(kāi)正常工作的過(guò)程,就是這樣。51單片機(jī)和STM32不同,STM32是低電平復(fù)位,高電平正常工作,這兒原理是一樣的。
好了,單片機(jī)學(xué)習(xí)最基礎(chǔ)的部分,已經(jīng)了解了,接下來(lái),就可以動(dòng)手干點(diǎn)別的事情了。。。希望此篇文章對(duì)剛?cè)腴T(mén)的你有所幫助。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的扫盲:单片机入门分享 晶振 复位电路与电源的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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